玻璃纖維網(wǎng)格布簡(jiǎn)稱(chēng)玻纖網(wǎng)格布,指的是玻纖紗的網(wǎng)狀機(jī)織物,是玻纖織物的基本品種之 一,也是玻纖材料用做增強(qiáng)材料的基本形態(tài)之一。因?yàn)樗哂凶銐虻慕?jīng)緯向強(qiáng)度、非導(dǎo)磁性、絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性,增強(qiáng)作用大,因此應(yīng)用廣泛。目前我國(guó)玻纖網(wǎng)格 布的主要品種有耐堿玻纖網(wǎng)格布、中堿玻纖網(wǎng)格布和無(wú)堿玻纖網(wǎng)格布。
隨著建筑節(jié)能工作深入開(kāi)展,玻纖網(wǎng)格布作為抗裂防護(hù)層的關(guān)鍵增強(qiáng)材料在建筑墻體的應(yīng)用作用有目共睹,應(yīng)加以重視和全面推廣。國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期 從事建筑外墻保溫系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品研究的北京振利高新技術(shù)公司,通過(guò)在700多萬(wàn)平方米的實(shí)際保溫工程中的應(yīng)用,詳細(xì)地對(duì)不同種類(lèi)玻璃纖維的耐堿斷裂強(qiáng)力保 留率及其耐堿機(jī)理,不同涂塑量、介質(zhì)及浸泡時(shí)間對(duì)耐堿網(wǎng)格布耐堿性能的影響以及耐堿網(wǎng)格布在外保溫系統(tǒng)中的作用機(jī)理進(jìn)行了全面研究和驗(yàn)證,最終確定了適用 于外保溫系統(tǒng)的玻纖網(wǎng)格布的品種和質(zhì)量指標(biāo)。這些技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的推廣,為國(guó)內(nèi)外保溫技術(shù)和產(chǎn)品的快速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。他們對(duì)外保溫系統(tǒng)中玻纖網(wǎng)格布的 選型研究主要做法有以下幾種。
一、不同玻纖網(wǎng)格布的耐堿斷裂強(qiáng)力保留率的比較。對(duì)耐堿玻纖網(wǎng)格布、中堿玻纖網(wǎng)格布和無(wú)堿玻纖網(wǎng)格布均嚴(yán)格按照 GB/T7689.5-2001的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行初始斷裂強(qiáng)力的測(cè)試。結(jié)果表明,無(wú)堿和中堿網(wǎng)格布雖然初期強(qiáng)度很高,但浸入堿液幾天后,其強(qiáng)力保留率就下 降,時(shí)間越長(zhǎng),強(qiáng)力保留率就越低,直至最后被堿液腐蝕而失去強(qiáng)力,而僅有耐堿玻纖網(wǎng)格布能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
二、耐堿玻纖網(wǎng)格布中高分子纖維體和防水高分子表面處理劑的分析。耐堿玻纖網(wǎng)格布的主要成份是,通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察到,在晶體周?chē)懈叻肿?纖維體的存在,它們共處的方式有包裹式(高分子纖維體包裹晶體)和平行式(高分子纖維體與晶體互不包裹,平行共存)。在通常情況下,耐堿玻纖網(wǎng)格布中骨料 與表面處理劑之間容易出現(xiàn)分離和析水,因而易降低耐堿玻纖網(wǎng)格布的均質(zhì)性,使耐堿玻纖網(wǎng)格布里、外部位的性能存在一定的差異。高分子纖維體的存在起到承 托、填充和連接作用,阻止上述離析現(xiàn)象的發(fā)生,從而保證耐堿玻纖網(wǎng)格布的均質(zhì)性,對(duì)耐堿玻纖網(wǎng)格布的抗?jié)B性與耐久性起決定性作用;再者,由于纖維的彈性模 量低,極限拉伸率高,故可吸收承受應(yīng)力過(guò)程中的能量,從而提高耐堿玻纖網(wǎng)格布的變形能力,相應(yīng)地降低了耐堿玻纖網(wǎng)格布的脆性。
從對(duì)耐堿玻纖網(wǎng)格布中防水高分子表面處理劑的分析得知,耐堿玻纖網(wǎng)格布中表面處理劑的最大功用有兩點(diǎn):首先,如同高分子纖維體一樣, 構(gòu)成抵抗堿性物質(zhì)侵襲的第一道防線(xiàn)。其次,由于高分子表面處理劑與水是相互不潤(rùn)濕的,水溶液很難進(jìn)入耐堿玻纖網(wǎng)格布內(nèi)部,在耐堿玻纖網(wǎng)格布和抗裂水泥砂漿 之間不會(huì)賦存過(guò)多的水,在凍融效應(yīng)發(fā)生時(shí)不會(huì)對(duì)墻體造成過(guò)大危害。
三、耐堿玻纖網(wǎng)格布與中堿玻纖網(wǎng)格布耐堿性能分析。經(jīng)過(guò)對(duì)不同齡期耐堿玻纖網(wǎng)格布和中堿玻纖網(wǎng)格布的斷裂強(qiáng)力及耐堿強(qiáng)度保持率的對(duì)比 研究發(fā)現(xiàn),兩類(lèi)網(wǎng)格布的斷裂強(qiáng)力和耐堿強(qiáng)度保持率都呈現(xiàn)下降趨勢(shì),其中中堿玻纖網(wǎng)格布的斷裂強(qiáng)力和耐堿強(qiáng)度保持率的下降強(qiáng)力和速度都要大于耐堿玻纖網(wǎng)格 布。另外,在硅酸鹽水泥基材中,抗堿玻璃纖維仍會(huì)受到水泥水化物的侵蝕,只是侵蝕速率與其它基材相比有所減緩。中堿玻纖網(wǎng)格布由于相對(duì)密度小,結(jié)構(gòu)比較疏 松,容易被堿性物質(zhì)侵蝕,其斷裂強(qiáng)力下降比較厲害,這種被破壞的速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于耐堿玻纖網(wǎng)格布。
四、斷裂強(qiáng)力在堿性介質(zhì)中的變化。通過(guò)分析耐堿玻纖網(wǎng)格布和中堿玻纖網(wǎng)格布的斷裂強(qiáng)力在堿性介質(zhì)中的變化情況,中堿玻纖網(wǎng)格布比耐堿 玻纖網(wǎng)格布在高溫堿性環(huán)境中更容易喪失基質(zhì)與強(qiáng)度。在堿性介質(zhì)浸漬初期,耐堿玻纖網(wǎng)格布與中堿玻纖網(wǎng)格布的變化差別不大,到了后期,它們的強(qiáng)度變化明顯。 原因是高溫堿性介質(zhì)在浸漬初期逐漸破壞耐堿骨架基質(zhì),中堿玻纖網(wǎng)格布在這些介質(zhì)被毀壞殆盡后才會(huì)出現(xiàn)明顯的強(qiáng)度下降,這也從另外一方面說(shuō)明了耐堿玻纖網(wǎng)格 布的耐久性高于中堿玻纖網(wǎng)格布。另外對(duì)兩種網(wǎng)格布縱橫方向的斷裂強(qiáng)力分析,它們存在一定但又不是很明顯的差別,這可能是由于玻纖網(wǎng)格布在具體制造過(guò)程中橫 向與縱向纖維的接點(diǎn)粘結(jié)過(guò)程所致,一般不會(huì)對(duì)工程的施工應(yīng)用和工程質(zhì)量產(chǎn)生影響。
五、耐堿玻纖網(wǎng)格布耐堿性的影響因素及其在抗裂防護(hù)層的增韌機(jī)理分析。通過(guò)將相同規(guī)格的多塊耐堿玻纖網(wǎng)格布分別投入到預(yù)先已知的幾種 濃度堿性溶液中,觀察它們的斷裂強(qiáng)力隨時(shí)間變化的情況,計(jì)算出它們的耐堿強(qiáng)度保持率。試驗(yàn)結(jié)果表明,堿性溶液中值越大,耐堿玻纖網(wǎng)格布的后期斷裂強(qiáng)力就下 降得越明顯。在KYKY1000B掃描電鏡(SEM)視野中,耐堿玻纖網(wǎng)格布表面存在著細(xì)小的條形裂紋,纖維和砂漿之間存在一定的約界面層,水分子會(huì)逐漸 透過(guò)這些條形裂紋浸漬進(jìn)來(lái),在水與纖維表面接觸形成固/液界面。在PH值大的情況下,體系會(huì)以較快的速度反應(yīng),使所有纖維周界被堿性液體包裹的機(jī)會(huì)增加, 纖維的孔隙逐漸被堿性液體全部填充,最終使網(wǎng)布喪失斷裂強(qiáng)力和耐堿強(qiáng)度保持率。因此要采用具有良好耐堿性且涂覆一定量高分子材料的耐堿玻纖網(wǎng)格布,并在抗 裂防護(hù)層外加設(shè)防水層,避免水的浸潤(rùn)。
六、耐堿玻纖網(wǎng)格布在抗裂防護(hù)層增韌機(jī)理分析。通過(guò)對(duì)水泥砂漿+耐堿玻纖網(wǎng)格布體系樣品在常溫、常壓和通常濕度條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù),分別 測(cè)定出它們的彈性模量和軸壓強(qiáng)度。結(jié)果表明,這種機(jī)械性能的微小的差異來(lái)自耐堿玻纖網(wǎng)格布安放位置的不同以及假想應(yīng)力承受面積的不同而變化。一組耐堿玻纖 網(wǎng)格布在承受外力作用時(shí),其底端假想應(yīng)力承受面積相對(duì)比較小,由此造成變形量也小,其彈性模量和軸壓強(qiáng)度就大;另外一組耐堿玻纖網(wǎng)格布位置比較高,承受外 力作用時(shí),其底端假想應(yīng)力承受面積相對(duì)比較大,變形量也會(huì)大,彈性模量和軸壓強(qiáng)度則小。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知,外保溫工程中所選用的玻纖網(wǎng)格布,必須考慮下列因素。
1、玻纖網(wǎng)格布復(fù)合抗裂砂漿在外保溫系統(tǒng)中起著關(guān)鍵的抗裂防護(hù)作用,考慮到網(wǎng)格布的使用應(yīng)具有一定的強(qiáng)度,而且不能對(duì)抗裂砂漿起隔離 作用,正確的做法是將孔徑3~6mm、耐堿斷裂強(qiáng)力不小于1000N/50mm的玻纖網(wǎng)格布鋪貼在韌性良好的抹面砂漿中,并靠近面層一側(cè)。
2、表面涂塑材質(zhì)及涂塑量對(duì)玻纖網(wǎng)格布的早期耐堿性具有較重要意義,玻纖品種對(duì)長(zhǎng)期耐堿性具有決定意義。玻纖網(wǎng)格布不僅應(yīng)規(guī)定其斷裂 強(qiáng)力值,而且應(yīng)規(guī)定耐堿強(qiáng)度保留率,以確保玻纖網(wǎng)格布長(zhǎng)期有效地發(fā)揮作用。玻纖網(wǎng)格布的耐堿性由玻纖品種、表面涂塑材質(zhì)及涂塑量所決定。耐堿玻纖網(wǎng)格布的 耐堿性能尤其是長(zhǎng)期耐堿性能優(yōu)于中堿及無(wú)堿網(wǎng)格布。它們的根本區(qū)別在于耐堿玻纖表面存在著富鋯的界面,能使堿溶液中氫氧根離子濃度降低,抑制其在玻璃纖維 表面的擴(kuò)散速度,從而提高玻璃的耐堿性。由于外保溫系統(tǒng)至少要滿(mǎn)足25年的使用要求,因此系統(tǒng)中所采用的玻纖網(wǎng)格布必須是由耐堿玻纖機(jī)織而成,并經(jīng)耐堿高 分子材料涂塑。(作者黃振利系北京振利高新技術(shù)公司總經(jīng)理、高軍系北京光華監(jiān)理有限公司總監(jiān))黃振利 高軍